使用高壓放大器簡化您的BOM
發布時間:2020-04-07 責任編輯:wenwei
【導讀】由於運算放大器(運放)規格不同,工程師們經常需要選擇多個運放以滿足其電路板上每個子係統的需求。這會使從采購到生產的工作更加複雜。
但dan是shi,可ke以yi選xuan擇ze一yi個ge運yun放fang來lai滿man足zu您nin的de係xi統tong需xu求qiu,這zhe將jiang有you助zhu於yu優you化hua定ding價jia和he降jiang低di設she計ji總zong成cheng本ben。讓rang我wo們men來lai看kan一yi看kan一yi個ge單dan運yun放fang如ru何he處chu理li三san個ge常chang見jian的de功gong能neng:電流感測、溫度感測和比較器操作。
電流感測
低側電流感測可以通過測量負載和接地之間分流電阻上的壓降來實現,如圖1所示。通常在這類應用中看到低壓(5V)放大器。然而,僅僅因為放大器的最大電源電壓為36V或40V並不意味著它隻能用於高壓電源。

圖1:單電源低側單向電流感測電路
高電壓、多用途放大器
TI的高電壓放大器選擇具有寬共模範圍、高感測能力和更強的電源兼容性。
低側電流感應通常也需要高壓擺率的運放以應對一些係統故障情況。對OPA2990和OPA2191的功耗水平來說,兩者的壓擺率可以說很高:OPA2990靜態電流120 μA,壓擺率為4.5 V/µs,OPA2191靜態電流為140 μA,壓擺率為5.5 V/µs。
由於這兩顆運放都可以在36V和40V下xia工gong作zuo,因yin此ci也ye非fei常chang適shi合he高gao側ce電dian流liu感gan測ce功gong能neng。與yu低di側ce電dian流liu感gan測ce相xiang比bi,高gao側ce電dian流liu感gan測ce的de一yi個ge主zhu要yao優you勢shi是shi能neng夠gou檢jian測ce出chu短duan路lu。高gao側ce電dian流liu感gan測ce在zai電dian源yuan和he負fu載zai之zhi間jian的de分fen流liu電dian阻zu上shang使shi用yong差cha分fen放fang大da器qi拓tuo撲pu結jie構gou,如ru圖tu2所示。

圖2:高側電流感測電路
在設計高側電流感測電路時,必須考慮運放的共模電壓。共模電壓由圖2中的母線電壓和由電阻R2和R3形成的電阻分壓器來設置。由於共模電壓通常等於母線電壓,因此擁有軌到軌輸入輸出的放大器最適合此功能。OPA2990和OPA2191均具有軌到軌共模輸入範圍,並且在36V(OPA2191)和40V(OPA2990)電源供電範圍內都支持軌到軌輸出。
溫度感測
在zai許xu多duo應ying用yong中zhong,溫wen度du感gan測ce對dui於yu控kong製zhi環huan境jing狀zhuang態tai或huo確que保bao安an全quan的de工gong作zuo條tiao件jian至zhi關guan重zhong要yao。測ce量liang溫wen度du的de係xi統tong需xu要yao通tong過guo縮suo放fang和he放fang大da傳chuan感gan器qi輸shu出chu來lai獲huo得de大da小xiao合he適shi的de信xin號hao輸shu入ru到daoADC,從而確保精確的測量。圖3顯示了如何配置運放來檢測正溫度係數(PTC)熱敏電阻的電阻輸出,並將該信號放大到ADC。

圖3:帶PTC電路的溫度感測
OPA2990和OPA2191可在-40°C至125°C的(de)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)工(gong)作(zuo),這(zhe)對(dui)於(yu)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)預(yu)計(ji)發(fa)生(sheng)顯(xian)著(zhu)變(bian)化(hua)的(de)溫(wen)度(du)感(gan)測(ce)功(gong)能(neng)非(fei)常(chang)有(you)用(yong)。此(ci)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)也(ye)強(qiang)調(tiao)了(le)低(di)溫(wen)漂(piao)運(yun)放(fang)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)。對(dui)於(yu)通(tong)用(yong)應(ying)用(yong),OPA2990的失調溫漂為0.5 μV/°C;對於需要向ADC發送極其精確信號的係統,OPA2191的溫漂為0.15 μV/°C。
運放實現比較器功能
對於具有多路複用器友you好hao型xing輸shu入ru的de放fang大da器qi,它ta的de設she計ji旨zhi在zai使shi其qi能neng夠gou很hen好hao地di與yu多duo路lu複fu用yong器qi的de大da電dian壓ya瞬shun變bian特te性xing相xiang連lian接jie。這zhe些xie放fang大da器qi的de內nei部bu輸shu入ru結jie構gou不bu使shi用yong背bei對dui背bei二er極ji管guan進jin行xing靜jing電dian放fang電dian保bao護hu,如ru圖tu4a所示。相反,這些多路複用器友好型輸入的設計使得運放的輸入差分電壓範圍可以擴展到全電源電壓範圍,這使得OPA2990和OPA2191在閉環和開環比較器類似的拓撲結構中非常實用。

圖4:OPA2990輸入保護不限製差分輸入能力(a)
常規輸入保護限製差分輸入能力(b)
為您選擇合適的放大器
TI的全新高電壓放大器減少了各種運放的數量,簡化了材料清單,隻需選擇一顆運放就能滿足您的係統要求。OPA2990和OPA2191為需要多運放功能的係統提供了非常靈活的選擇。它們可以與多種其他芯片產品搭配,包括多路複用器、傳感器和ADC。
其他資源
● 請參閱OPA2990和OPA2191之間的規格比較。
● 下載“16位、400KSPS、四通道用於高壓輸入的低失真、多路複用數據采集係統參考設計。”
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